汽車設(shè)計(jì)-汽車的整體結(jié)構(gòu)及動(dòng)力系統(tǒng)

1、汽車的整體結(jié)構(gòu)和動(dòng)力系統(tǒng) 學(xué)習(xí)目標(biāo)1、認(rèn)識(shí)汽車的整體結(jié)構(gòu)、認(rèn)識(shí)汽車的整體結(jié)構(gòu)2、了解汽車各組成部分所處位置及作用、了解汽車各組成部分所處位置及作用3、了解汽車動(dòng)力裝置的構(gòu)造及原理、了解汽車動(dòng)力裝置的構(gòu)造及原理4、了解大學(xué)生方程式賽車動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求、了解大學(xué)生方程式賽車動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求汽車四大組成部分2、底、底 盤盤3、車、車 身身4、電、電 器器一一般般意意義義的的汽汽車車1、發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)四大基本組成部分四大基本組成部分汽車的心臟汽車的心臟汽車的骨架汽車的骨架汽車的皮膚汽車的皮膚汽車的神經(jīng)汽車的神經(jīng) 基本功用： 基本功用：行駛系傳動(dòng)系制動(dòng)系轉(zhuǎn)向系 由電源和用電設(shè)備組成，包括發(fā)電機(jī)、蓄電池、

2、起動(dòng)系、點(diǎn)火系以及汽車的照明、信號(hào)裝置和儀表等。此外，在現(xiàn)代汽車上愈來愈多地裝用各種電子設(shè)備：微處理機(jī)、中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及各種人工智能裝置(自診、防盜、巡航、防抱死、車身高度自調(diào)等)，顯著地提高了汽車的使用性能。 認(rèn)識(shí)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的動(dòng)力裝置，被稱為汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的動(dòng)力裝置，被稱為汽車的“心臟心臟”。 一、發(fā)動(dòng)機(jī)的放置位置 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)車身所處的位置和自身安置的方向，我們將發(fā)動(dòng)機(jī)放置按以下兩種劃分。 1、發(fā)動(dòng)機(jī)放置以前后軸劃分：發(fā)動(dòng)機(jī)整體在前輪軸前面的稱為“前置發(fā)動(dòng)機(jī)前置發(fā)動(dòng)機(jī)”（常用英文”F”表示），絕大部分轎車都是前置發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)整體在前后軸之間的稱為“中置發(fā)動(dòng)機(jī)中置發(fā)動(dòng)機(jī)”

3、（常用英文”M”表示），很多雙座的超級(jí)跑車均采用這種布置方式，例如：蘭博基尼LP640，法拉利F430等。發(fā)動(dòng)機(jī)整體在后輪軸后面的稱為“后置發(fā)動(dòng)機(jī)后置發(fā)動(dòng)機(jī)”（常用英文”R”表示），這類車型比較少，典型代表車型就是保時(shí)捷911。布加迪威龍中置發(fā)動(dòng)機(jī) 菲亞特500前置發(fā)動(dòng)機(jī)保時(shí)捷911后置發(fā)動(dòng)機(jī)前置發(fā)動(dòng)機(jī)前置發(fā)動(dòng)機(jī)，即發(fā)動(dòng)機(jī)位車前輪軸之前。前置發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)化了車子變速器與驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)，特別是對(duì)于占絕對(duì)主流的前輪驅(qū)動(dòng)車型而言，發(fā)動(dòng)機(jī)將動(dòng)力直接輸送到前輪上，省略了長(zhǎng)長(zhǎng)的傳動(dòng)軸，不但減少了功率傳遞損耗，也大大降低了動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性和故障率。另外，將發(fā)動(dòng)機(jī)置駕駛員的前方，在正面撞車時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)可以

4、保護(hù)駕駛員免受沖擊，從而提高了車的安全性。前置發(fā)動(dòng)機(jī)中置發(fā)動(dòng)機(jī) 對(duì)于非常講究操控性能的性能跑車來說，通常會(huì)采取中置發(fā)動(dòng)機(jī)的擺設(shè)方式，這樣布置的好處除了可以將前后軸的配重達(dá)成完美的50:50之外，更因重量最重的發(fā)動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)離了車頭、車尾這二個(gè)偏擺力矩最大的部位，因此在過彎時(shí)，車子的操控穩(wěn)定性最高，可以用更快的速度、更流暢的姿態(tài)過彎，因此這也是速度最快的方程式賽車(F1)之標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)布置方式，大學(xué)生方程式賽車多數(shù)采用中置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)布置。 由于中置發(fā)動(dòng)機(jī)車型的后座空間已經(jīng)被發(fā)動(dòng)機(jī)占據(jù)了，因此這類車型的一個(gè)缺點(diǎn)是只能安放兩個(gè)座位，此外發(fā)動(dòng)機(jī)的噪音也會(huì)比前置發(fā)動(dòng)機(jī)更大，但是對(duì)于那些只為駕駛者準(zhǔn)備的高性能

5、跑車來說，它根本不需要擁有后座，而且車主們也會(huì)很樂意聽到高亢的引擎聲浪。 法拉利F430 說到更為少見的后置發(fā)動(dòng)機(jī)后置發(fā)動(dòng)機(jī)，我們還得請(qǐng)出獨(dú)一無二的保時(shí)捷911，其后置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)的搭配水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)形式更是絕無僅有。這種配置方式與前置前驅(qū)車剛好相反，由于重量集中在車尾，因此在高速過彎時(shí)會(huì)產(chǎn)生明顯的轉(zhuǎn)向過度。這種特性也使得早期的911非常難以駕馭，對(duì)駕駛員的技術(shù)要求非常高。不過隨著技術(shù)的進(jìn)步，鋁質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)、鋁質(zhì)懸架的輕量化、以及多連桿懸架的新設(shè)定，新911的操控已經(jīng)變得比較理性，這使得很多駕駛技術(shù)一般的朋友也能夠感受到911的魅力所在。 保時(shí)捷911后置發(fā)動(dòng)機(jī)后置發(fā)動(dòng)機(jī)2、發(fā)動(dòng)機(jī)位置以曲軸縱橫

6、標(biāo)準(zhǔn)劃分以曲軸縱橫標(biāo)準(zhǔn)劃分： 發(fā)動(dòng)機(jī)位置以曲軸位置為標(biāo)準(zhǔn)，我們將發(fā)動(dòng)機(jī)分為橫向式橫向式（常用英文”Q”表示）和縱向式縱向式（常用英文”L”表示）兩種放置類型。 曲軸和車體方向成直角的叫橫置發(fā)動(dòng)機(jī)橫置發(fā)動(dòng)機(jī)，一般前驅(qū)車均為橫置發(fā)動(dòng)機(jī)，例如：大眾速騰、標(biāo)志307、豐田凱美瑞等。曲軸和車體方向平行的叫縱置發(fā)動(dòng)機(jī)縱置發(fā)動(dòng)機(jī)，一般后驅(qū)車和全驅(qū)車多數(shù)都為縱置發(fā)動(dòng)機(jī)，例如：奔馳C級(jí)、寶馬3系、豐田銳志等。不過也有特例，奧迪就是典型的前驅(qū)車，但是縱置發(fā)動(dòng)機(jī)。如果您站在車頭前方，如果發(fā)動(dòng)機(jī)橫向放在你眼前就是橫置式發(fā)動(dòng)機(jī)，縱向呈現(xiàn)在你眼前則為縱置式如果您站在車頭前方，如果發(fā)動(dòng)機(jī)橫向放在你眼前就是橫置式發(fā)動(dòng)機(jī)，縱向

7、呈現(xiàn)在你眼前則為縱置式發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)。 橫置式發(fā)動(dòng)機(jī)橫置式發(fā)動(dòng)機(jī)縱置式發(fā)動(dòng)機(jī)縱置式發(fā)動(dòng)機(jī)2、按照工作循環(huán)工作循環(huán)不同分（1）四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)（2）二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)1、按照使用燃料燃料不同分（1）汽油機(jī)（2）柴油機(jī)二、發(fā)動(dòng)機(jī)的類型3、按照冷卻方式冷卻方式不同分(2)風(fēng)冷式發(fā)動(dòng)機(jī)(1)水冷式發(fā)動(dòng)機(jī)4、按照汽缸數(shù)汽缸數(shù)分(1)單缸發(fā)動(dòng)機(jī)（2）多缸發(fā)動(dòng)機(jī)5、按照進(jìn)氣系統(tǒng)是否采用增壓方式是否采用增壓方式分（1）自然吸氣(非增壓)式發(fā)動(dòng)機(jī)（2）強(qiáng)制進(jìn)氣(增壓式)發(fā)動(dòng)機(jī)6、按照汽缸的排列形式汽缸的排列形式分（1）直列發(fā)動(dòng)機(jī)直列發(fā)動(dòng)機(jī)(LineEngine) 發(fā)動(dòng)機(jī)所有汽缸均按同一角度肩并肩排成一個(gè)平面，氣缸是按直線排

8、列的，我們稱這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)為直列發(fā)動(dòng)機(jī)。直列發(fā)動(dòng)機(jī)特點(diǎn)：它的優(yōu)點(diǎn)是缸體和曲軸結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單，而且使用一個(gè)汽缸蓋，制造成本較低，尺寸緊湊。直列發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定性高，低速扭矩特性好并且燃料消耗也較少；但缺點(diǎn)是隨排量汽缸數(shù)的增加長(zhǎng)度大大增加。所以直列發(fā)動(dòng)機(jī)一般都是4缸機(jī)，少數(shù)有6缸機(jī)，比如寶馬著名的直列6缸發(fā)動(dòng)機(jī)。（2）V型發(fā)動(dòng)機(jī)型發(fā)動(dòng)機(jī)將所有汽缸分成兩組，把相鄰汽缸以一定夾角布置一起，使兩組汽缸形成有一個(gè)夾角的平面，從側(cè)面看汽缸呈V字形，故稱V型發(fā)動(dòng)機(jī)。因?yàn)閂型發(fā)動(dòng)機(jī)是兩組汽缸，所以汽缸數(shù)均是偶數(shù)，如常見的：V6、V8、V10、V12等，而且V型發(fā)動(dòng)機(jī)排量都比較大，一般都在2.5L以上。V型發(fā)動(dòng)機(jī)特點(diǎn)：V型

9、發(fā)動(dòng)機(jī)高度和長(zhǎng)度尺寸小，在汽車上布置起來較為方便，也能夠?yàn)轳{駛艙留出更大的空間。V型發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸對(duì)向布置，還可抵消一部分震動(dòng)，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更平順；V型發(fā)動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)則是必須使用兩個(gè)汽缸蓋，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、成本較高。另外其寬度加大后，發(fā)動(dòng)機(jī)兩側(cè)空間較小，不易再安排其它裝置。（3）W型發(fā)動(dòng)機(jī)型發(fā)動(dòng)機(jī)W型發(fā)動(dòng)機(jī)是德國(guó)大眾專屬發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。其原理是：將V型發(fā)動(dòng)機(jī)的每側(cè)汽缸再進(jìn)行小角度的錯(cuò)開，簡(jiǎn)單點(diǎn)說，W型發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸排列形式是由兩個(gè)小V形組成一個(gè)大W形，嚴(yán)格說來型發(fā)動(dòng)機(jī)還應(yīng)屬V型發(fā)動(dòng)機(jī)的變種。W發(fā)動(dòng)機(jī)特點(diǎn)：W型比V型發(fā)動(dòng)機(jī)做得更短一些，有利于節(jié)省空間，同時(shí)重量也可輕些；缺點(diǎn)是它的寬度更大，使得發(fā)動(dòng)機(jī)室更滿。大

10、眾旗下的輝騰6.0和奧迪的A8L 6.0都采用了W12發(fā)動(dòng)機(jī)，布加迪威龍則是采用了8.0L W16發(fā)動(dòng)機(jī)，W型發(fā)動(dòng)機(jī)一般都是大排量的發(fā)動(dòng)機(jī)。奧迪6.0L W12發(fā)動(dòng)機(jī) （4）H型水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)型水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)如果將直列發(fā)動(dòng)機(jī)看成夾角為0度的V型發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)兩排汽缸的夾角擴(kuò)大為180度，汽缸水平對(duì)置排列，就是水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)了。水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)特點(diǎn)：由于它的汽缸為“平放”，因此降低了汽車的重心，同時(shí)又能讓車頭設(shè)計(jì)得又扁又低。這些因素都能增強(qiáng)汽車的行駛穩(wěn)定性。水平對(duì)置的汽缸布局是一種對(duì)稱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，這使得發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)平順性比V型發(fā)動(dòng)機(jī)更好，運(yùn)行時(shí)的功率損耗也是最小。不過由于兩排汽缸水平放置，所以造成發(fā)動(dòng)機(jī)

11、缸體很寬，使得發(fā)動(dòng)機(jī)艙排列會(huì)變的比較復(fù)雜，所以很少有廠家采用。目前只有兩家公司采用水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)，分別是斯巴魯和保時(shí)捷斯巴魯和保時(shí)捷。三、發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造汽油發(fā)動(dòng)機(jī)一般由“兩大機(jī)構(gòu)、五大系統(tǒng)”組成。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)只有柴油發(fā)動(dòng)機(jī)只有“兩大機(jī)構(gòu)、四大系統(tǒng)兩大機(jī)構(gòu)、四大系統(tǒng)”，沒有點(diǎn)火系統(tǒng)。，沒有點(diǎn)火系統(tǒng)。兩兩大大機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)：是能量轉(zhuǎn)換裝置曲柄連桿機(jī)構(gòu)：是能量轉(zhuǎn)換裝置配氣機(jī)構(gòu)：按發(fā)動(dòng)機(jī)工作的需要定時(shí)開閉進(jìn)排氣門配氣機(jī)構(gòu)：按發(fā)動(dòng)機(jī)工作的需要定時(shí)開閉進(jìn)排氣門五五大大系系統(tǒng)統(tǒng)燃料系：配制發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的可燃混合氣燃料系：配制發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的可燃混合氣潤(rùn)滑系：潤(rùn)滑發(fā)動(dòng)機(jī)各運(yùn)動(dòng)機(jī)件，減少摩擦和磨損潤(rùn)滑系：潤(rùn)滑發(fā)

12、動(dòng)機(jī)各運(yùn)動(dòng)機(jī)件，減少摩擦和磨損冷卻系：散掉多余的熱量，保持發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作溫度冷卻系：散掉多余的熱量，保持發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作溫度點(diǎn)火系：按工作需要點(diǎn)燃可燃混合氣點(diǎn)火系：按工作需要點(diǎn)燃可燃混合氣起動(dòng)系：使發(fā)動(dòng)機(jī)由靜止進(jìn)入正常工作狀態(tài)起動(dòng)系：使發(fā)動(dòng)機(jī)由靜止進(jìn)入正常工作狀態(tài)曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的主要運(yùn)動(dòng)零件。它由機(jī)體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。在作功行程中，活塞承受燃?xì)鈮毫υ跉飧變?nèi)作直線運(yùn)動(dòng)，通過連桿轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并從曲軸對(duì)外輸出動(dòng)力。而在進(jìn)氣、壓縮和排氣行程中，飛輪釋放能量又把曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成活塞的直線運(yùn)動(dòng)。機(jī)體組配氣機(jī)構(gòu)的功用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序和工作過程

13、，定時(shí)開啟和關(guān)閉進(jìn)氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進(jìn)入氣缸，并使廢氣從氣缸內(nèi)排出，實(shí)現(xiàn)換氣過程。配氣機(jī)構(gòu)大多采用頂置氣門式配氣機(jī)構(gòu)，一般由氣門組、氣門傳動(dòng)組和氣門驅(qū)動(dòng)組組成。燃料供給系 汽油機(jī)燃料供給系的功用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的要求，配制出一定數(shù)量和濃度的混合氣，供入氣缸，并將燃燒后的廢氣從氣缸內(nèi)排出到大氣中去； 柴油機(jī)燃料供給系的功用是把柴油和空氣分別供入氣缸，在燃燒室內(nèi)形成混合氣并燃燒，最后將燃燒后的廢氣排出。冷卻系的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時(shí)散發(fā)出去，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系通常由冷卻水套、水泵、風(fēng)扇、水箱、節(jié)溫器等組成。潤(rùn)滑系的功用是向作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件表

14、面輸送定量的清潔潤(rùn)滑油，以實(shí)現(xiàn)液體摩擦，減小摩擦阻力，減輕機(jī)件的磨損。并對(duì)零件表面進(jìn)行清洗和冷卻。潤(rùn)滑系通常由潤(rùn)滑油道、機(jī)油泵、機(jī)油濾清器和一些閥門等組成。點(diǎn)火系統(tǒng) 在汽油機(jī)中，氣缸內(nèi)的可燃混合氣是靠電火花點(diǎn)燃的，為此在汽油機(jī)的氣缸蓋上裝有火花塞，火花塞頭部伸入燃燒室內(nèi)。能夠按時(shí)在火花塞電極間產(chǎn)生電火花的全部設(shè)備稱為點(diǎn)火系，點(diǎn)火系通常由蓄電池、發(fā)電機(jī)、分電器、點(diǎn)火線圈和火花塞等組成。起動(dòng)系統(tǒng) 要使發(fā)動(dòng)機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)過渡到工作狀態(tài)，必須先用外力轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸，使活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)的可燃混合氣燃燒膨脹作功，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)使曲軸旋轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)才能自行運(yùn)轉(zhuǎn)，工作循環(huán)才能自動(dòng)進(jìn)行。因此，曲軸在外力作

15、用下開始轉(zhuǎn)動(dòng)到發(fā)動(dòng)機(jī)開始自動(dòng)地怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的全過程，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。完成起動(dòng)過程所需的裝置，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)系。31變速器功用1.1 在較大范圍內(nèi)改變汽車行駛速度的大小和汽車驅(qū)動(dòng)輪上扭矩的大?。p速增距）； 由于汽車行駛條件不同，要求汽車行駛速度和驅(qū)動(dòng)扭矩能在很大范圍內(nèi)變化。例如在高速路上車速應(yīng)能達(dá)到100km/h，而在市區(qū)內(nèi)，車速常在50km/h左右?？哲囋谄街钡墓飞闲旭倳r(shí)，行駛阻力很小，則當(dāng)滿載上坡時(shí)，行駛阻力便很大。而汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的特性是轉(zhuǎn)速變化范圍較小，而轉(zhuǎn)矩變化范圍更不能滿足實(shí)際路況需要。 321.2 實(shí)現(xiàn)倒車行駛 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸一般都是只能向一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的，而汽車有時(shí)需要能倒退行駛，

16、因此，往往利用變速箱中設(shè)置的倒檔來實(shí)現(xiàn)汽車倒車行駛。1.3 實(shí)現(xiàn)空檔 當(dāng)離合器接合時(shí)，變速箱可以不輸出動(dòng)力。例如可以保證駕駛員在發(fā)動(dòng)機(jī)不熄火時(shí)松開離合器踏板離開駕駛員座位。 1.4 實(shí)現(xiàn)差速 （帶差速器型） 實(shí)現(xiàn)左右車輪不同速轉(zhuǎn)動(dòng)，即差速。 33二、變速器的分類 （按工作原理分）2.1 手動(dòng)變速器 MTBYD5T-09342.2 自動(dòng)變速器 AT液力變矩行星齒輪自動(dòng)變速器35CVT無級(jí)變速器36AMT機(jī)械自動(dòng)變速器37二、變速器的分類 （工作位置分）前置前驅(qū)車型發(fā)動(dòng)機(jī)橫置 BYD5T-09發(fā)動(dòng)機(jī)縱置前置后驅(qū)車型38BYD5T-09變速器企業(yè)代號(hào)前進(jìn)檔個(gè)數(shù)最大輸入扭矩 取1/10命名規(guī)則驅(qū)動(dòng)方式

17、39三、BYD5T-09 BYD5T-09 結(jié)構(gòu)傳動(dòng)部分主軸副軸差速器汽車手動(dòng)變速箱其動(dòng)力是由發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)變速器主軸（輸入軸）前端的花鍵軸傳遞到變速器里面，然后通過不同的檔位齒輪、通過副軸（中間軸）傳遞到主減速齒輪上，通過差速器殼體、行星齒輪、半軸齒輪、左右半軸然后傳遞到驅(qū)動(dòng)輪上。40主軸零部件圖41主軸總成實(shí)物圖主軸主軸前軸承輸入軸花鍵主軸一檔軸齒主軸二檔軸齒主軸三檔齒輪主軸四檔齒輪主軸五檔齒輪主軸后軸承主軸三四檔同步器主軸五檔同步器42副軸零部件圖43副軸總成實(shí)物圖副軸前軸承主減速齒輪（軸齒）副軸一檔齒輪副軸二檔齒輪副軸三檔齒輪副軸四檔齒輪副軸五檔齒輪副軸后軸承二檔位置一檔位置齒套44差速器零

18、部件圖45差速器總成實(shí)物圖主減速從動(dòng)齒輪行星齒輪半軸齒輪左軸承右軸承差速器殼體行星齒輪軸46動(dòng)力傳遞路線47手動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)-操縱部分手動(dòng)換檔總成圖換檔臂蓋換檔桿檔位互鎖架換檔撥頭倒檔鎖選檔撥頭48手動(dòng)換檔總成零部件圖49換檔撥叉組件圖一二檔撥叉，撥叉軸五倒檔撥叉，撥叉軸三四檔撥叉，撥叉軸501/2檔3/4檔5/R檔51撥叉組件和主副軸組件 圖52組件裝入前箱體53手動(dòng)換檔總成工作位置圖54四、同步器組件齒轂滑塊同步彈簧齒套4.1 同步器結(jié)構(gòu)55空空套套換檔示意圖564.2 4.2 同步器工作原理齒輪（帶結(jié)合齒）同步環(huán)齒套滑塊齒轂軸定距環(huán)57當(dāng)換檔力F作用于同步器齒套的時(shí)候，在同步器彈簧力f3的

19、支撐下，同步器齒套在A點(diǎn)給同步器滑塊一個(gè)向左的作用力f1，此時(shí)同步器滑塊就給同步器齒環(huán)一個(gè)作用力f，使同步器齒環(huán)向齒輪錐面貼近，由于齒輪是通過滾針軸承空套在軸上的，在同步器齒環(huán)錐面與齒輪結(jié)合齒錐面逐步結(jié)合的同時(shí)由同步器齒環(huán)帶著齒輪一起逐漸轉(zhuǎn)動(dòng)，最后變?yōu)閮蓚€(gè)轉(zhuǎn)速達(dá)到一致；此時(shí)同步器齒套越過同步器齒環(huán)與齒輪的結(jié)合齒連成一體。掛檔方向F（相當(dāng)于掛檔力相當(dāng)于掛檔力f3f1f2A58實(shí)物剖面圖同步環(huán)圖59飛輪飛輪分離杠桿分離杠桿壓緊彈簧壓緊彈簧從動(dòng)盤從動(dòng)盤壓盤壓盤變速器輸入軸變速器輸入軸五、離合器分離操縱機(jī)構(gòu)離合器簡(jiǎn)圖分離60分離臂61分離軸承分離撥叉大學(xué)生方程式賽車的動(dòng)力系統(tǒng)要求1)發(fā)動(dòng)機(jī)必須為往復(fù)活

20、塞式汽油發(fā)動(dòng)機(jī);2)發(fā)動(dòng)機(jī)排量不得超過 610mL;混合動(dòng)力，例如使用車載儲(chǔ)能設(shè)備驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)是不被允許的。3)發(fā)動(dòng)機(jī)的所有進(jìn)氣必須流經(jīng)一個(gè)內(nèi)徑不超過20mm 的進(jìn)氣限制器;4)允許使用機(jī)械增壓器或渦輪增壓器， 壓氣機(jī)必須布置在進(jìn)氣限制器之后。5）水冷發(fā)動(dòng)機(jī)必須使用水作為冷卻液。電動(dòng)機(jī)、電池或者高壓電子設(shè)備可以使用水或油作冷卻液。嚴(yán)禁使用乙二醇防凍劑、水箱保護(hù)劑、任何形式的水泵潤(rùn)滑劑、以及其他任何添加劑。代表車型動(dòng)力系統(tǒng)吉林大學(xué)吉速車隊(duì)Gspeed2013賽車發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)本田本田CBR600RR(PC40E)進(jìn)氣形式渦輪增壓中冷增壓器日立HT07-4A泄壓閥continental主動(dòng)式

21、真空內(nèi)置最大進(jìn)氣壓力175kpa最大功率70KW 900010000r/min最大轉(zhuǎn)矩75Nm 50008500r/min全負(fù)荷最小燃油消耗265g/kWh發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)Motec M84控制模型基于MAF的質(zhì)量流量法燃油壓力3.8bar油箱容積5L潤(rùn)滑方式干式油底殼 帶外置供油泵冷卻方式電控?zé)峁芾硐到y(tǒng)換擋形式電動(dòng)伺服撥片式換擋 吉林大學(xué)吉速車隊(duì)吉林大學(xué)吉速車隊(duì)Gspeed2013賽車發(fā)動(dòng)機(jī)賽車發(fā)動(dòng)機(jī)2、廣東工業(yè)大學(xué)GDUT FSAE 2013 發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)賽車發(fā)動(dòng)機(jī)選型CBR600發(fā)動(dòng)機(jī)與CF188發(fā)動(dòng)機(jī)相比，具有高轉(zhuǎn)速、大功率、大扭矩的特點(diǎn)，將為賽車提供更加強(qiáng)大的動(dòng)力輸出，同時(shí)，電噴的應(yīng)用將

22、使賽車在擁有強(qiáng)大動(dòng)力的同時(shí)，還將具有良好的燃油經(jīng)濟(jì)性。CF188CBR600型式單缸、四沖程、化油器四缸、四沖程、電噴排量493cc599cc壓縮比10.2:112.0:1最大凈功率24KW/6500rpm86KW/13000rpm最大扭矩38.8Nm/rpm65.954Nm/rpm發(fā)動(dòng)機(jī)總成設(shè)計(jì)的任務(wù) 發(fā)動(dòng)機(jī)總成設(shè)計(jì)的任務(wù)主要是為了和整車更好匹配，使車輛具有更好的性能。車輛的綜合性能有很多方面，與發(fā)動(dòng)機(jī)總成有密切關(guān)系的主要性能有：1、動(dòng)力學(xué)指標(biāo)：最高車速 、加速能力 和爬坡能力；2、燃料經(jīng)濟(jì)性 ：等速百公里油耗；3、運(yùn)轉(zhuǎn)性能指標(biāo)：排氣品質(zhì)、噪聲和啟動(dòng)性能。設(shè)計(jì)中須注意的問題發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝： 1

23、、配合總布置組、傳動(dòng)組確定發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝位置和安裝方式； 2、保證發(fā)動(dòng)機(jī)拆卸簡(jiǎn)單、方便，發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在車上安全、可靠，振動(dòng)小。進(jìn)氣系統(tǒng)（Intake System ）的設(shè)計(jì)1、功用:盡可能多地和盡可能均勻地向各氣缸供給空氣與燃油混合氣或純凈的空氣 。2、包括:空氣濾清器、進(jìn)氣管。 空氣濾清器（Air Filter ） “冬菇頭”學(xué)名叫高流量風(fēng)格，由特殊的化學(xué)纖維制成的一種高性能空氣濾清器，利用空氣動(dòng)力學(xué)里的文氏管效應(yīng)，它通過氣體的壓縮從而提高進(jìn)氣流速流量。它最大的優(yōu)點(diǎn)是在濾凈空氣的同時(shí)，使進(jìn)入燃燒室的空氣流量、流速提高30%以上，比普通空氣濾清器令燃油燃燒更充分，單位效率更高。冬菇頭進(jìn)氣量肯定是增

24、加了，對(duì)車子的起步和平時(shí)加速都有的很明顯的效果，從理論來說確實(shí)能增加發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的空氣流量，讓發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的燃燒更充分，動(dòng)力性能有所提升。但對(duì)北方含有大量細(xì)小沙塵的空氣來說，加大進(jìn)氣量的同時(shí)也將更多的細(xì)小沙塵帶入汽缸，造成發(fā)動(dòng)機(jī)的早期磨損，反而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力表現(xiàn)。進(jìn)氣管（ Air Inlet Pipe ）在滿足規(guī)則和整車布置要求的前提下盡可能減小氣體流動(dòng)阻力，提高進(jìn)氣能力，而且進(jìn)氣管的內(nèi)壁盡可能光滑。在設(shè)計(jì)中可以利用一些軟件進(jìn)行模擬計(jì)算，以優(yōu)化進(jìn)氣系統(tǒng)?？捎肎T-power或者Boost做性能計(jì)算，也可用Fire等做進(jìn)排氣的三維模擬計(jì)算，主要優(yōu)化進(jìn)排氣管的長(zhǎng)度和管徑大小。 從以上表中可以看出進(jìn)氣管

25、的長(zhǎng)度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能有一定的影響，主要利用進(jìn)氣的慣性及諧振效應(yīng)來提高充氣效率，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。在中低轉(zhuǎn)速時(shí)進(jìn)氣管越長(zhǎng)性能越好，在高轉(zhuǎn)速時(shí)進(jìn)氣管長(zhǎng)度越短性能越好。依照振動(dòng)學(xué)原理，在低轉(zhuǎn)速時(shí)，進(jìn)氣管長(zhǎng)度變長(zhǎng)之后使進(jìn)氣管固有頻率得以降低，與此時(shí)的低轉(zhuǎn)速氣流振動(dòng)頻率接近 ，在高轉(zhuǎn)速時(shí)，進(jìn)氣門速度的加快，進(jìn)氣頻率上升，進(jìn)氣管長(zhǎng)度變短使其固有頻率升高，與此時(shí)的高轉(zhuǎn)速氣流振動(dòng)頻率接近 ，這樣就可以提高充氣效率。對(duì)于管徑的影響也是一樣，中低轉(zhuǎn)速時(shí)管徑越小性能越好，高轉(zhuǎn)速時(shí)管徑越大，性能越好。 目前的可變進(jìn)氣管技術(shù)就是利用這個(gè)原理。我們可以針對(duì)賽車的工作情況，將進(jìn)氣管長(zhǎng)度和管徑達(dá)到所需的最優(yōu)值。排氣系統(tǒng)功用

26、：以盡可能小的排氣阻力和噪聲，將氣缸內(nèi)的廢氣排到大氣中。包括：排氣支管、排氣管、消聲器。排氣管的設(shè)計(jì)1、盡量降低排氣系統(tǒng)的阻力，減小殘余廢氣系數(shù)，提高沖量系數(shù)；2、保證排氣管的制作和安裝簡(jiǎn)單、方便；3、設(shè)計(jì)原則：降低排氣背壓，減小排氣噪聲。4、與進(jìn)氣管一樣，排氣管也存在諧振現(xiàn)象，只不過所希望的諧振效果是使排氣門處的壓力降低，以利于排氣。排氣管的長(zhǎng)度決定了它的適用轉(zhuǎn)速范圍。短的排氣管適合中低轉(zhuǎn)速，長(zhǎng)的則適合高轉(zhuǎn)速。對(duì)于排氣管的長(zhǎng)度是固定的發(fā)動(dòng)機(jī)，只能將其設(shè)計(jì)成一個(gè)最適合的相對(duì)折中的轉(zhuǎn)速。冷卻系統(tǒng)（Cooling System ）的設(shè)計(jì)1、功用：使發(fā)動(dòng)機(jī)在所有工況下都保持在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)。既要防

27、止發(fā)動(dòng)機(jī)過熱，又要防止冬季發(fā)動(dòng)機(jī)過冷。2、一般水冷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)由水泵、散熱器、冷卻風(fēng)扇、節(jié)溫器、補(bǔ)償水桶、機(jī)體和缸蓋中的水套以及附屬裝置。3、在賽車中要我們?cè)O(shè)計(jì)和布置的主要有：散熱器、風(fēng)扇、補(bǔ)償水桶以及一些連接水管。冷卻液（Coolant）1、冷卻液是水和防凍劑的混合物，冷卻液用水最好是用軟水，否則將在發(fā)動(dòng)機(jī)水套中產(chǎn)生水垢，使傳熱受阻，易造成發(fā)動(dòng)機(jī)過熱。2、防凍劑中通常含有防銹劑和泡沫抑制劑，在使用過程中，防銹劑和泡沫抑制劑會(huì)逐漸消耗殆盡，因此，應(yīng)定期更換冷卻液。散熱器(Radiator)、風(fēng)扇(Fan)的選型和布置 在保證總體安裝布置的前提下盡量使散熱器和風(fēng)扇安裝在有利于冷卻的位置，其次還要考慮發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器和風(fēng)散的散熱、冷卻能力，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常的工作。補(bǔ)償水桶和連接水管1、 補(bǔ)償水桶保證冷卻液不會(huì)溢失，補(bǔ)償冷卻系統(tǒng)中有足夠的冷卻液，還可消除冷卻系中的所有水泡。2、 連接水管布置應(yīng)簡(jiǎn)潔有序，水管中液體流動(dòng)阻力小。冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、布置和優(yōu)化可以利用GT-cool做一維模擬仿真，通過計(jì)算整個(gè)冷卻系統(tǒng)的流量、溫度分布情況、散熱率等來優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)。汽油供給裝置1、 由汽油箱、汽油濾清器、汽油泵和油管組成，作用是貯存、濾清和輸送燃油。2、在滿足規(guī)則和容量要求的前提下油箱盡量精細(xì)，安裝、拆卸、加油方